美国能源部资助量子计算助力化学与材料研究

作者: 2026-05-29 11:01 来源:
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35日,美国能源部(DOE)高级能源研究计划署(ARPA-E)宣布为“用于计算化学的量子计算”(QC3)项目资助3700万美元[1],支持10个量子计算团队开发并应用量子算法,加速化学与材料科学模拟,集中攻克传统计算机无法解决的关键难题。

1、新型材料。资助5个团队:波音公司,开发用于模拟材料腐蚀的新型量子方法,以促进抗腐蚀新材料的开发,提高航空、钢铁及动力电池等多个行业的安全性并降低成本;劳伦斯利弗莫尔国家实验室,开发融合量子计算与机器学习的软件工具,并将其应用于发现超强轻质磁体,以推动电机、发电机及高性能信息技术的发展;Infleqtion公司,将利用其中性原子量子计算机及创新算法,加深对超导性的理解,并探索新型超导体材料;Alice & Bob公司,将开发和优化容错量子算法,模拟磁性材料,以开发无稀土永磁体;劳伦斯伯克利国家实验室,将结合现代材料设计技术与新兴量子硬件的能力,加速新型超导材料的发现。

2、储能技术。资助3个团队:Xanadu量子技术公司,将开发模拟X射线吸收光谱(XAS)的量子算法,利用量子模拟分析XAS数据,解析成品电池内部缺陷的演变机制,从而推动更安全、长寿命电池的研发;Quantinuum公司,将开发针对离子阱量子计算机硬件优化的量子算法,模拟质子交换膜和电催化剂的动力学,以改进氢燃料电池和电解槽;Phasecraft公司,将利用机器学习开发高度优化的量子算法,用于模拟电解制氢,以减少电解过程中对铱等关键矿物的依赖。

3、催化剂。资助2个团队:加州理工学院,结合可再生能源电化学驱动力,算法提速1000倍,突破催化剂发现瓶颈,大幅降低氨生产能耗,优化化肥产业能效;PsiQuantum公司,将开发容错量子计算工作流,整合量子化学模拟、经典计算和高通量实验,设计用于甲烷直接转化为甲醇的新型催化剂。               

              (黄茹 蒿巧利)



[1] U.S. Department of Energy Announces $37 Million to Develop Quantum Computing to Drive Exponential Advances in Chemistry and Materials Science. https://arpa-e.energy.gov/news-and-events/news-and-insights/us-department-energy-announces-37-million-develop-quantum-computing-drive-exponential-advances-chemistry-and-materials-science


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